천체사진용 가이드장비 구입전 고려사항들

신뢰성 있는 고급 적도의는 매우 적은 기계적 오차를 보입니다. 극축정렬이 올바르게 된 고급 적도의의 경우 200mm 이하의 카메라 렌즈 정도는 노터치로도 볼만하게 촬영이 가능할 정도입니다. 

<수냉식 CCD를 장착한 오토가이더 장치>

  출처 : http://brucegary.net/AXA/Observers/Lobao/Lobao.htm

하지만 달에 비해 훨씬 멀리있으면서 흐르지 않는 상이 맺혀야 하는 행성 및 삼원천체(성운,성단 및 은하) 사진촬영에 해당하는

초점거리(FL, Focal Length) 300mm 이상의 망원경의 경우 가이드는 선택이 아닌 필수요소가 됩니다.

즉, 촬영을 위한 주 망원경(Image Scope)이 겨눈 대상이 흐르지 않게하기 위해 보조망원경(Guide Scope) 이 잡은 가이드별의 움직임을 파악한 후 적도의로 적절한 보정신호를 전달하여 장시간 노출에도 동일한 상을 얻기위한 장치가 필요합니다.

사람의 눈으로 가이드스코프를 바라보며 적도의를 보정했던 시절에는 장초점 망원경을 사용해야만 눈을 부릅뜨고라도 가이드성을 추적할 수 있었지만 훨씬 민감하고 시간이 지남에도 지치지 않는 CCD는 기존해 비해 훨씬 짧은 단초점 망원경에 물려도 가이드성을 충분히 추적할 수 있습니다.

관측을 위한 주망원경으로 사진을 찍기 위해서는 촬영용 카메라와 추적용 가이드 스코프 그리고 별빛을 받아 움직임을 전달해줄 가이드용 CCD가 필요합니다. 저와 비슷한 초보의 관점에서 촬영용 카메라는 DSLR을, 가이드용 전용 CCD는 QHY5L II 와 Stand-Alone Guider인 Synguider를 놓고 이야기해보려 합니다.

<8인치 반사경통에 EOS-M을 장착하고 80미리 단초점 가이드스코프에는 Synguider 를 물려서 미동운대로 연결한 모습>

장비게시판에 올린 사진을 보신 별하늘지기 카페분의 쪽지를 받았습니다.

 반 년 가까이 낑낑거리며 셋팅을 해도 조금씩 흐르는 걸 체결이나 고정문제로만 알았던 저에게 문제해결의 열쇠를 던져주셨습니다. 감사합니다 :)

참조링크 남깁니다. 

http://cafe.naver.com/skyguide/51659   

     천체사진 촬영시 주경의 초점거리에 따른 CCD카메라(DSLR) 선택시 고려해야 할 사항,  작성자 유호열 님, 출처 : 네이버 별하늘지기 카페

https://agenaastro.com/selecting-a-guide-scope-and-autoguiding-camera-for-astrophotography.html

     Selecting a Guide Scope and Autoguiding Camera for Astrophotography By : Brian Ventrudo, 

    출처 : https://agenaastro.com/selecting-a-guide-scope-and-autoguiding-camera-for-astrophotography.html

     

이미지스케일(Image Scale) 이란 광학기기로 얼마만큼의 각을 분해하여 볼 수있는지를 표시한 값으로 arcsec/pixel 단위를 갖습니다. arcsec 은 1/3,600 도 단위로 CCD 하나의 픽셀에 분해되어 담길 수 있는 일종의 해상도를 나타내는 지표로 사용됩니다.

Image scale (arc-seconds/pixel) = 206 x Pixel size(㎛) / FL (mm)

이 공식으로 적절한 가이드경의 초점거리와 적합한 가이드CCD 사양을 얻을 수 있습니다. 계산을 위해서는 카메라 픽셀 피치 정보가 필요합니다. DSLR CCD에 대한 정보는 https://www.digicamdb.com/ 에서 확인 할 수 있으며 전용 CCD의 경우 제조사 홈페이지에서 확인 가능합니다.

EOS M의 픽셀사이즈는 4.29㎛, Synguider 는 직사각형인 9.6㎛ * 7.5㎛ 그리고 많이 사용되는 QHY5L-II 의 경우 3.75㎛ 입니다.

Image scale (arc-seconds/pixel) = 206 x Pixel size(㎛) / FL (mm) 공식에 숫자를 대입해 봅니다.

8인치 F4.5 반사망원경(FL=900)에 EOS M(4.29㎛) 을 물리면 0.98  즉, 한 픽셀당 0.98 arcsec의 촬영해상도를 갖게 됩니다.

가이드 추적시 주 촬영시스템과 동일한 (일 대 일) 0.98의 이미지스케일로 구성하면 Best 겠지만 실제 촬영지의 분해능 한계, 디스플레이 장치 해상도의 제한 및 리사이즈 등의 이유로 1/2에서 심지어는 1/3 정도로 구성하여도 흐름이 두드러지지 않는 추적촬영이 가능합니다. 

1/2로 가이드 시스템을 구성하는 예를 들면 이미지 스케일은 0.98*2 = 1.96 arcsec/pixel로 구성해야 하므로 QHY5L-II(3.75㎛) 의 가이드스코프를 찾으려면

FL(mm) = 206* Pixel size(㎛) /Image Scale  이므로 206*3.75 / 1.96, 초점거리 394mm 의 가이드스코프가 필요합니다.

웹 감상용인 일반적인 상황을 전재로 하여  1/3로 할 경우 이미지스케일 2.94 이므로  262mm의 초점거리의 구성도 가능합니다.

수식에서 알 수 있듯 가이드CCD의 픽셀사이즈와  망원경 초점거리는 비례합니다. 즉, 픽셀이 큰 구형 CCD의 경우 장초점 가이드망원경의 사용이 불가피합니다.

따라서 픽셀이 큰 Stand-Alone Guider (독립형 오토가이더)의 경우 단초점 - 이른바 파인더형 스코프의 사용이 크게 제한됩니다.

<Synguider 유튜브 광고영상 캡처, Skywatcher 홈페이지>

80미리 F7.5(FL=600) 망원경에 450D(5.19㎛)를 물린 구성입니다. 사진을 위해 전용 리듀서를 사용한다고 가정할 경우 FL=510이므로 이미지 스케일은 2.09 입니다.  위의 8인치 반사대비 2배이상의 큰 분해능을 갖고 있음을 알 수 있습니다. 1/2의 분해능으로 가이드를 구성(이미지스케일 4.18)할 때 Synguider 를 사용한다면  픽셀사이즈는 9.6(X)㎛ * 7.5(Y)㎛ 이므로 가이드 망원경의 FL 은 473.1(X) * 369.6(Y) 이 되어야 합니다. Y축기준으로  400mm 의 가이드스코프가 필요함을 알 수 있습니다.

사진의 가이드망원경은 EQUINOX 66 이라는 초점거리 400mm f6의 경통입니다. 주 망원경 초점거리의 2/3에 해당하는 경통이 있어야만 점상촬영이 가능하다는 것입니다.

동일 조건으로 Synguider 대신 QHY5L-II(3.75㎛ ) 를 사용할 경우 가이드 망원경의 FL은 184mm 입니다.  

파인더가이드가 가능한 초점거리로서 Synguider 대비 컴팩트한 가이드스코프 구성이 가능합니다. 적도의 탑재중량 감소 및 밸런스 안정성 확보 등 여러모로 이익인 구성입니다.

유경험자분들이 Stand Alone Guider를 추천하지 않고 천체사진촬영에 노트북이 필수라고 말씀하시는 주된 이유입니다.

첫번째 사진의 가이드스코프 구성은 80mm F5 (FL=400)에 Synguider 를 물린 모습입니다. 이 경우 4.9(X) * 3.86(Y) 의 분해능을 갖습니다. 주망원경의 이미지스케일이 0.98이므로 1/2의 경우 1.96에도 미치지 못하는 수치입니다. 즉 가이드 분해능이 촬영시스템의 분해능을 크게 상회하기 때문에 가이드가 올바르게 이루어져도 사진의 별은 리사이즈 후에도 흐름이 확연할 것입니다.

<리사이즈를 하였음에도 흐름이 확연한 모습입니다.>

이미지스케일 공식에 따른 올바른 가이드망원경 및 가이드 CCD 선정으로 저처럼 헤매시는 분이 없었으면 합니다. :)